Tipo di prodotto
Un trasmettitore di temperatura converte il segnale di un sensore in un'uscita standard che il resto di un sistema di controllo può leggere. Esiste perché nessuna delle due famiglie di sensori produce un segnale che un sistema di controllo possa prendere direttamente: un elemento a resistenza restituisce una piccola resistenza che dipende dalla lunghezza dei conduttori oltre che dalla temperatura, e una termocoppia restituisce qualche decina di microvolt che dipendono dalla temperatura dei morsetti oltre che dalla temperatura misurata.
Un trasmettitore di temperatura converte il segnale di un sensore in un'uscita standard che il resto di un sistema di controllo può leggere. Esiste perché nessuna delle due famiglie di sensori produce un segnale che un sistema di controllo possa prendere direttamente: un elemento a resistenza restituisce una piccola resistenza che dipende dalla lunghezza dei conduttori oltre che dalla temperatura, e una termocoppia restituisce qualche decina di microvolt che dipendono dalla temperatura dei morsetti oltre che dalla temperatura misurata.
I trasmettitori si montano in due posti per due ragioni legate fra loro. La prima è elettrica: convertire il segnale al sensore, prima che questo viaggi, toglie il disturbo che un segnale in microvolt o in milliohm raccoglie su una macchina o lungo una canalina, e toglie l'errore da resistenza dei conduttori che altrimenti resta dentro la lettura. La seconda è organizzativa: un anello 4-20 mA può essere letto da un registratore, da una scheda di ingresso PLC, da un indicatore da pannello o da un sistema SCADA senza che nessuno di questi debba sapere quale sensore c'è dietro, e l'anello si può provare con uno strumento di misura.
La scelta di trasmettitori è ampia perché queste ragioni sono soddisfatte a livelli diversi di costo. Un modulo che si monta nella testa a morsetti del sensore, un modulo su guida DIN per un quadro, un corpo da campo per un ambiente ostile e un isolatore su guida con parecchi canali fanno tutti lo stesso lavoro con montaggio, isolamento e densità di canali diversi. L'ingresso di solito è configurabile e non fisso, quindi una serie di tipi di sensore è coperta dallo stesso modulo, con l'ingresso impostato all'ordine o sul campo.
Si arriva a un trasmettitore da uno dei due lati. Dal lato del sensore è la risposta a una linea lunga o a un ambiente rumoroso. Dal lato del sistema è l'adattatore che permette a una scheda di ingresso PLC esistente di leggere una temperatura, e allora ciò che va definito è la forma dell'uscita, l'isolamento e il carico, non il sensore.
La catena di misura comincia dall'elemento. Un elemento a resistenza si legge facendolo attraversare da una piccola corrente di eccitazione e misurando la tensione che ne risulta; la corrente è mantenuta bassa, così la potenza che dissipa dentro l'elemento non ne porta la temperatura a un livello che conti. Una termocoppia si legge come tensione, e poiché quella tensione è generata fra il giunto di misura e i morsetti dove arrivano i conduttori, la temperatura di quei morsetti va misurata e compensata.
Il segnale viene poi linearizzato e scalato. Un RTD segue una curva pubblicata e una termocoppia un polinomio del proprio tipo letterale, e il trasmettitore porta con sé la linearizzazione che altrimenti lo strumento ricevente dovrebbe fare. La risoluzione dello stadio di ingresso e l'accuratezza del trasmettitore sono grandezze diverse: un convertitore con molta più risoluzione del valore di accuratezza è normale, perché la risoluzione deve essere non limitante, e non già pari all'accuratezza dichiarata.
Lo stadio di uscita pilota un anello di corrente. In una soluzione a due fili la stessa coppia di conduttori porta alimentazione e segnale, e la corrente che il trasmettitore assorbe è la misura, quindi il trasmettitore deve funzionare sulla tensione che resta dopo che la resistenza di anello ha preso la sua parte. Il bilancio di anello è quindi un vincolo reale: tensione di alimentazione, tensione minima di funzionamento del trasmettitore stesso, resistore ricevente e resistenza del cavo si sommano, e il punto in cui il trasmettitore non arriva più a 20 mA è quello in cui la soluzione smette di funzionare. È per questo che su un trasmettitore carico e alimentazione sono dichiarati insieme, e per questo un carico più pesante accorcia la lunghezza di cavo ammessa.
Due altri punti decidono se l'installazione misura ciò che deve. Il primo è dove sta il giunto freddo: un trasmettitore montato nella testa del sensore fa la propria compensazione accanto ai morsetti, mentre uno montato in quadro conta sul cavo di compensazione che lo raggiunge. Il secondo è l'isolamento. Dove il sensore tocca metallo collegato a terra, o dove più canali sono letti da una stessa scheda, un trasmettitore o un isolatore che separa ingresso e uscita impedisce all'anello di portare un percorso fra punti che non dovrebbero essere collegati.
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Decisione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
|---|---|---|
| Tipo di ingresso | Tipi di elemento a resistenza e tipi letterali di termocoppia, di solito scelti in configurazione e non nell'hardware | Quali sensori il modulo può leggere. L'ingresso deve essere abbinato al sensore in uso: un modulo configurato per una famiglia riporta un valore plausibile e sbagliato dell'altra. |
| Circuito di ingresso | A due, tre o quattro fili per un elemento a resistenza; cavo per termocoppia diretto per una termocoppia | Quanta resistenza dei conduttori resta dentro la lettura. Su un elemento a resistenza un collegamento a due fili somma i conduttori all'elemento e compare come scostamento fisso; un collegamento a tre fili annulla i conduttori uguali. |
| Forma dell'uscita | Anello 4-20 mA a due fili, tensione a tre fili, oppure una soluzione a quattro fili alimentata dall'anello o alimentata a parte | Cosa può accettare lo strumento ricevente e quanti conduttori servono all'installazione. Il collegamento a due fili è la risposta usuale di processo e quella che la maggior parte delle schede di ingresso si aspetta. |
| Montaggio | Modulo per la testa del sensore, modulo su guida DIN, corpo da campo con pressacavi, o una regletta di isolatori con parecchi canali | Dove avviene la conversione, e quindi dove stanno il giunto freddo e il disturbo. Un trasmettitore in testa accorcia il percorso del segnale piccolo; un modulo su guida concentra i canali nel quadro. |
| Isolamento | Nessuno, da ingresso a uscita, o ingresso, uscita e alimentazione tutti separati | Se esiste un percorso fra il circuito del sensore e il circuito di controllo. L'isolamento galvanico è ciò che rende leggibile un sensore flottante e ciò che impedisce a più canali di disturbarsi a vicenda. |
| Escursione assegnata | Il campo di temperatura riportato sull'uscita, impostato all'ordine e di solito regolabile | La risoluzione disponibile sul campo di lavoro e cosa succede fuori di esso. Un'escursione stretta ha una risoluzione fine e satura prima; un'ampia non satura mai e risolve in modo grossolano. |
| Criterio | Come chiarirlo | Perché determina la risposta |
|---|---|---|
| Il sensore in uso | Dica il tipo di elemento e il collegamento: un Pt100 a tre fili, un Pt1000 a due, una termocoppia di tipo K. | Ne derivano la configurazione di ingresso e il numero dei conduttori. Sbagliare questo è la ragione più comune per cui un trasmettitore legge un valore vicino ma non giusto. |
| Il bilancio di anello | Sommi il resistore ricevente, la resistenza del cavo e la tensione minima di funzionamento del trasmettitore, poi verifichi che l'alimentazione possa ancora pilotare 20 mA. | È il calcolo che decide se un trasmettitore a due fili funzionerà. Un resistore ricevente più pesante o una linea più lunga possono portare la soluzione fuori dall'alimentazione, e il sintomo è una lettura che smette di salire in fondo al campo. |
| L'escursione assegnata | Imposti l'escursione sul campo di lavoro del processo piuttosto che sul campo intero del sensore. | La risoluzione dell'uscita è distribuita sull'escursione, quindi un'escursione più stretta risolve meglio al suo interno. Il costo è che tutto ciò che sta fuori non è più rappresentato, e il valore di saturazione deve essere distinguibile da una lettura vera. |
| Dove avviene la conversione | Decida fra un trasmettitore in testa e un modulo in quadro o su guida. | Un'unità in testa fa la compensazione ai morsetti e accorcia il percorso che il segnale piccolo compie. Un modulo su guida si presta a molti canali in un solo punto e a una linea di cavo di compensazione già esistente. |
| Requisito di isolamento | Accerti se il sensore tocca metallo collegato a terra e se più canali condividono una scheda di ingresso. | L'isolamento è ciò che separa circuiti che altrimenti sarebbero collegati attraverso l'anello. Dove la sonda è saldata a un vaso o alla macchina, di norma non è opzionale. |
| Ambiente | Indichi la temperatura ambiente nel punto di montaggio, l'umidità e se la zona è classificata o soggetta a lavaggi. | Un trasmettitore in testa sta all'estremo caldo e vede la temperatura del processo attraverso la testa; un'unità in quadro vede il quadro. Entrambi hanno limiti più bassi dei limiti del sensore a cui sono preposti. |
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un trasmettitore di temperatura si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa lo distingue da un trasmettitore di temperatura |
|---|---|
| Sensori di temperatura RTD | Esegue la misura. Un trasmettitore non ha un elemento sensibile proprio, quindi i due si specificano insieme: il sensore decide campo e accuratezza, il trasmettitore decide come si presenta il segnale quando arriva. |
| Termocoppie | Genera la tensione che il trasmettitore legge, ed è il sensore che più ha bisogno di un trasmettitore perché il suo segnale è piccolo e il suo giunto freddo va gestito. Su una linea corta e con uno strumento vicino la termocoppia è cablata direttamente e un trasmettitore non serve. |
| Rilevatori di temperatura a resistenza | L'elemento a resistenza nudo, fornito come pezzo con conduttori. Ha con il trasmettitore lo stesso rapporto che ha una sonda completa: il trasmettitore lo legge, e dove l'elemento è fornito senza testa di collegamento il trasmettitore è di solito montato altrove. |
| Indicatori di temperatura | Mostra il valore invece di convertirlo. Un indicatore prende un segnale di anello o un segnale di sensore e lo visualizza; un trasmettitore produce il segnale di anello che un indicatore leggerebbe, e molti strumenti da pannello riuniscono i due ruoli. |
| Interruttori di temperatura | Fornisce un contatto a una soglia invece di un valore continuo, e si sceglie per interblocchi e non per misurare. Dove servono insieme una lettura e un intervento, la lettura viene da un trasmettitore e l'intervento è una funzione separata. |
| Regolatori di temperatura | Legge il sensore e pilota un riscaldamento o un raffrescamento verso la consigna. Un regolatore di solito prende il sensore direttamente, quindi un trasmettitore si aggiunge davanti a esso solo quando la linea è lunga o il segnale deve essere condiviso. |
Il trasmettitore è l'ultima scelta, ed è ciò che rende preventivabile la prima risposta. Indichi il sensore, il carico di anello, l'alimentazione e il punto di montaggio, e il resto viene da sé.
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
Prodotti disponibili
Trasmettitori di temperatura
Modulo trasmettitore di temperatura a due fili per RTD e termocoppia, con uscita 4-20 mA o 0-10 V da 24 VDC e accuratezza 0,2%FS.
Anche in Misura di temperatura
Tutti i tipi per cui quotiamo in Misura di temperatura. Un tipo senza ancora un link è comunque quotabile - è descritto nella Misura di temperatura panoramica, e riceve una pagina propria non appena viene pubblicato un modello per essa.
Domande frequenti
Di norma no. Un Pt100 collegato a tre o quattro fili a uno strumento da pannello a pochi metri funziona bene, e lo stesso vale per una termocoppia collegata con il cavo di compensazione abbinato a uno strumento con compensazione del giunto freddo. Un trasmettitore guadagna il suo posto quando la linea è lunga, quando l'ambiente fra il sensore e lo strumento è elettricamente rumoroso, quando il segnale deve essere condiviso da più strumenti, o quando il sensore deve essere un gruppo sigillato senza ingresso cavo per un cavo di compensazione.
È l'anello che resta senza tensione. Un trasmettitore a due fili ha bisogno di una tensione minima ai propri capi per pilotare 20 mA, e l'alimentazione deve coprire questo più la tensione caduta sul resistore ricevente e sul cavo. Quando il totale supera l'alimentazione il trasmettitore satura e la lettura smette di seguire il processo, cosa facile da scambiare per un guasto del sensore. Si rimedia con un'alimentazione più alta, con un resistore ricevente più leggero o, non bastando entrambi, con un trasmettitore a quattro fili.
Entrambi separano l'ingresso dall'uscita. Un trasmettitore compie anche la conversione della misura, prendendo un segnale di sensore e producendo un'uscita di anello scalata. Un isolatore in generale lascia passare il segnale senza cambiarlo, interrompendo però il percorso galvanico, e si usa dove il segnale è già in una forma utilizzabile ma i circuiti non devono essere collegati.
Sulla maggior parte dei trasmettitori moderni l'ingresso è una configurazione e non un'opzione hardware, quindi si può impostare dal software o con microinterruttori sul modulo. Va comunque impostato correttamente per abbinarlo al sensore, e dove il sensore è un elemento a resistenza il numero di fili che la configurazione si aspetta deve coincidere con il cablaggio realmente installato, altrimenti la compensazione dei conduttori non fa ciò per cui è stata prevista.
Dove l'intento è accorciare il percorso che il segnale piccolo compie, che è la ragione usuale per montarne uno. Sta nella testa di collegamento del sensore, fa la propria compensazione del giunto freddo accanto ai morsetti e invia oltre un segnale di anello. Il suo limite è la propria temperatura ambiente massima, fissata dalla temperatura del processo che passa attraverso la testa, ed è in genere ben sotto il campo del sensore.
Invii la specifica e confermeremo il modello corrispondente, la disponibilità e il tempo di consegna. La quantità minima d'ordine è 1 pz.
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